Chiny kontra Europa na rynku fotoniki

Fotonika to interdyscyplinarna dziedzina na pograniczu nauki i techniki, w ramach której, w oparciu na osiągnięciach m.in. fizyki (optyki), elektroniki, inżynierii i informatyki, opracowuje się rozwiązania wykorzystujące światło do przesyłania i przetwarzania informacji i kontrolowania procesów fizycznych. Ma ona ogromne znaczenie dla rozwoju nowoczesnych technologii m.in. w przemyśle, medycynie, telekomunikacji. Nie dziwi zatem, że staje się polem rywalizacji światowych potęg technologicznych. W wyścigu tym niestety Europa zaczyna zostawać w tyle za Chinami.

Posłuchaj
00:00

Według raportu opracowanego przez Europejską Platformę Technologiczną Photonics21 i francuski instytut badań rynkowych Tematys, wartość światowego rynku rozwiązań fotoniki wyniosła w 2022 roku 865 mld dolarów. W latach 2019‒2022 odnotowano jej znaczny średni wzrost, co roku o prawie 7%, co oznaczało, że rozwijał się on szybciej, niż rosło globalne PKB. Oczekuje się, że tendencja wzrostowa będzie się w najbliższej przyszłości utrzymywała. W rezultacie wartość światowego rynku fotoniki przekroczy 1 bilion dolarów już w 2027 roku.

Najszybciej będą się rozwijały rozwiązania fotoniki na potrzeby ekologii, energetyki i oświetlenia, te opracowywane z myślą o zastosowaniach w Przemyśle 4.0 oraz wykorzystywane w rolnictwie i produkcji żywności. Na szczególną uwagę zasługują te ostatnie. Rozwiązania fotoniki na potrzeby branży rolno-spożywczej, chociaż ich aktualny udział wynosi zaledwie 1%, rozwijają się szybciej niż cały rynek fotoniki, bo średnio aż prawie o 12% rocznie.

W raporcie podkreślono, że w ostatnich dekadach szybko zwiększał się udział Chin w tytułowym rynku. Rozwiązania fotoniki wyprodukowane w tym kraju stanowiły w latach 2005, 2015 i 2022 odpowiednio 10, 26 i 32% wszystkich z tej dziedziny. Dla porównania udziały USA i Europy wyniosły w 2022 roku po zaledwie 15%.

Programy rozwojowe w zakresie przemysłu półprzewodnikowego

Chiny szybki rozwój wyróżniający je na tle innych krajów zawdzięczają długoterminowym planom, które z sukcesem stopniowo wprowadzają w życie. Przykładem jest Made in China 2025, którego cel to uzyskanie przez Państwo Środka globalnego technologicznego przywództwa w kluczowych branżach i osiągnięcie samowystarczalności do 70% komponentów i materiałów do 2025 roku. Inicjatywa ta otworzyła nowy rozdział w transformacji i modernizacji przemysłu wytwórczego w tym państwie. Uzupełnieniem Made in China był 14. Plan Pięcioletni (14th Five-Year Plan and Beyond), czyli strategiczny program rozwoju gospodarczego i społecznego na lata 2021‒2025.

W przeciwieństwie do Stanów Zjednoczonych i Europy, które wprowadziły ustawy o chipach (Chip Act) z dotacjami w wysokości odpowiednio 52 mld dolarów i 43 mld euro, w Chinach nie zdecydowano się na takie rozwiązanie. W zamian utworzono specjalny fundusz krajowy do wspierania przemysłu układów scalonych o wartości na skalę niespotykaną nawet w tym znanym z rozmachu państwie. Rozdysponowanie tych środków zaplanowano na kilka etapów.

W pierwszym, w 2014 roku, został utworzony National Integrated Circuit Industry Investment Fund o wartości w przeliczeniu na euro sięgającej 18 mld. Uruchomiono także wtedy środki prywatne w wysokości prawie 67 mld euro. W 2019 roku rozpoczął się etap drugi, z nakładami w wysokości prawie 27 mld euro. Szacuje się, że napędził on inwestycje prywatne o wartości około 130 mld euro. Pierwsza faza w latach 2014‒2019 była skoncentrowana na wsparciu projektowania układów scalonych, natomiast druga (2019–2024) na sprzęcie i materiałach do ich produkcji i promowaniu rozwoju i modernizacji przemysłu półprzewodnikowego. W planach jest także podobno trzeci etap, na który rząd PRC w latach 2024‒2029 zamierza przeznaczyć około 40 mld euro.

Podobne inicjatywy, które miały na celu naukowo-technologiczny rozwój kraju, były w Chinach podejmowane już wcześniej, przed 2014 rokiem. Przykładami były: Spark Plan, 863 Plan, Torch Plan, 973 Plan.

Jak inwestycje i badania wpływają na fotonikę?

Made in China 2025 i 14. Plan Pięcioletni kładą nacisk na innowacje technologiczne, które mają przekształcić Chiny w potęgę produkcyjną. Chociaż dziedzina fotoniki nie jest w tych strategiach bezpośrednio wymieniona, ich priorytety pośrednio wpływają na jej rozwój.

Na przykład zaliczane do tej kategorii lasery i systemy widzenia maszynowego warunkują postęp w zastosowaniach uznanych w Made in China 2025 za kluczowe, takich jak m.in. robotyka, medycyna i lotnictwo. Oprócz tego jednym z priorytetów tej strategii jest opracowanie technologii transmisji optycznej o bardzo dużej prędkości i bardzo dużej przepustowości, wymaganej, żeby można się było spodziewać przełomu w dziedzinie transmisji danych. W 14. Planie Pięcioletnim wymienione są z kolei technologie związane z fotoniką, m.in. informatyka kwantowa i mikro-/nanoelektronika.

Oprócz ogólnych planów rozwojowych w PRC na różne inne sposoby wspiera się rozwój fotoniki. Przykładowo chińskie Ministerstwo Nauki i Technologii prowadzi kilka krajowych programów badawczo-rozwojowych z zakresu Photonics Information Technology. W National Natural Science Foundation of China wydzielone zostały dwa departamenty zajmujące się zagadnieniami fotoniki: Information Optics & Optoelectronic Devices oraz Laser Technology and Technical Optics.

Ośrodki badawcze, na przykład Chińska Akademia Nauk i uniwersytety, też angażują się w badania nad fotoniką. Zakładane są oprócz tego startupy i pojawiają się inwestorzy prywatni wspierający przedsięwzięcia z tej dziedziny, zwłaszcza z zakresu technologii laserowej, komunikacji optycznej, układów scalonych typu PIC (Photonic Integrated Chips).

Przykładowo w 2016 roku utworzono fundusz Shaanxi Pioneer Optoelectronics Integrated Venture Capital Fund, który dysponował środkami w wysokości około 130 mln euro, czyli w przeliczeniu na walutę PRC – 1 mld RMB. Koncentruje się on głównie na wspieraniu biznesów z zakresu fotoniki konsumenckiej, scalonych układów fotonicznych i zastosowań optoelektronicznych. Jak do tej pory fundusz zainwestował w łącznie ponad 80 startupów rozwijających te technologie. Chiny inwestują też w edukację i rozwój kadr w dziedzinie fotoniki, finansując programy akademickie i stypendia, wspierając współpracę przemysłu i środowiska akademickiego, tworząc centra badawczo-naukowe.

Wsparcie i regionalne strategie na rzecz fotoniki

Oprócz planów na szczeblu krajowym rynek fotoniki napędzają lokalne strategie przyjmowane i finansowane w poszczególnych regionach Chin. Na przykład władze Wuhan, które zyskało „sławę” w czasie pandemii koronawirusa, w 2018 roku ogłosiły, że do 2035 planują uzyskać status World Optics Valley. W 2022 roku opracowano plany, których celem jest zorganizowanie klastra branży technologii kwantowych w Szanghaju. Z kolei już dwa lata wcześniej rząd Chengdu opublikował strategię, która ma doprowadzić do utworzenia w tym regionie Chińskiej Doliny Laserowej (China Laser Valley).

W strefie wysokich technologii w Wuxi (Wuxi High-tech Zone) w 2023 ogłoszono natomiast rozpoczęcie budowy Centrum Innowacji Przemysłu Fotoniki Krzemowej Zatoki Taihu. Jest to wspólna inicjatywa rządu Wuxi, przedsiębiorstw prowadzących działalność w Wuxi High-tech Zone, lokalnych ośrodków akademickich oraz funduszy inwestycyjnych. W strefie wysokich technologii Suzhou High-tech Zone miejscowy rząd w 2023 roku, w ramach programu Photon Loan, zaoferował pożyczki na rozwój dla przedsiębiorstw z branży fotoniki.

Rady dla Europy

Oprócz wsparcia, w skali kraju i miejscowego, również szybki rozwój gospodarczy Chińskiej Republiki Ludowej, napędzający ogromny lokalny rynek zastosowań fotoniki, przede wszystkim w komunikacji, technologiach sieciowych, wyświetlaczach oraz technikach obrazowania, sprzyja postępom w tej dziedzinie. Chiny cieszą się już statusem lidera w dziedzinie wyświetlaczy i fotowoltaiki i bardzo szybko nadrabiają zaległości w zakresie laserów, oświetlenia, telekomunikacji, czujników fotonicznych. Aktywnie promują również zastosowanie fotoniki/optoelektroniki w nowych technologiach (5G/6G, Big Data, nowoczesna medycyna, obronność).

Rozwój sytuacji w Chinach skłania analityków do zwrócenia uwagi decydentów na konieczność pilnego zwiększenia nakładów finansowych na rozwój fotoniki w Europie. Bez znaczących inwestycji staniemy w obliczu zagrożenia utraty swojej pozycji w tym kluczowym dla przyszłych innowacji sektorze. To może podważyć naszą konkurencyjność gospodarczą i niezależność technologiczną. Żeby do tego nie doszło, fotonikę trzeba, zarówno w poszczególnych krajach Unii Europejskiej, jak i na szczeblu zarządzającym UE, zacząć traktować priorytetowo. Działania muszą obejmować wdrożenie europejskiej strategii w zakresie krytycznych materiałów i komponentów, aby zabezpieczyć łańcuch dostaw na potrzeby fotoniki. Trzeba też wspierać prace badawczo-naukowe i rozwijać produkcję komponentów fotoniki w Europie.

Monika Jaworowska

Powiązane treści
Lasery z emisją krawędziową zapewnią rozwój aplikacji fotonicznych
Lasery półprzewodnikowe napędzają innowacje
Wojna technologiczna a stare technologie procesowe
Fotonika krzemowa - perspektywy rozwoju
Vigo ma kolejny projekt fotoniczny
Wojna technologiczna USA-Chiny na rozdrożu?
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Aktualności
Zakończono podział Creotech Instruments. Debiut giełdowy Creotech Quantum już 17 kwietnia
Komponenty
Japońscy producenci łączą siły w półprzewodnikach mocy
Komponenty
Chiny opracowały 14-calowy monokryształ SiC. Wyścig o duże wafle przyspiesza
Projektowanie i badania
Kontekstowa wyszukiwarka komponentów pod projekt
Produkcja elektroniki
System STAR GATE do lutowania laserowego z pomiarem temperatury w czasie rzeczywistym
Mikrokontrolery i IoT
Kolejny kamień milowy w rywalizacji "mikrokontroler za dolara"
Zobacz więcej z tagiem: Aktualności
Gospodarka
Zakończono podział Creotech Instruments. Debiut giełdowy Creotech Quantum już 17 kwietnia
Gospodarka
ACTE zmienia nazwę na Elpress Polska
Gospodarka
Alphabet wyda na sztuczną inteligencję 185 mld dolarów

Jak kompensować moc bierną w małej firmie, by płacić mniej za energię bierną?

Z reguły małej firmy nie stać na zakup automatycznego kompensatora mocy biernej. Niemniej, sytuacja nie jest bez wyjścia i w tym artykule na prostym przykładzie pokazane zostało podejście do rozwiązania problemu mocy biernej.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów